グリーン産業ソリューションがエネルギーアプリケーション市場の成長を牽引しています

産業アプリケーションはグリーンエネルギーおよび電化の開発に向かっています

消費者および産業部門におけるエネルギー消費と比較して、産業用途はエネルギーの真の主要な消費者です。そのため、低炭素および脱炭素化に焦点を当てた環境保護の潮流の中、多くの産業用途がエネルギー変革を推進し、グリーン産業の発展目標を達成するためにグリーンエネルギーや電化への移行を進めています。現在、ソーラーソリューション、インダストリアルドライブ、ヒートポンプ、産業用HVAC、無停電電源装置（UPS）、固体変圧器（SST）、エネルギー貯蔵、DC急速充電などのソリューションは、エネルギー最適化のために高性能でエネルギー効率の高いソリューションを活用できる用途となっています。   市場調査データによると、世界の太陽光発電（PV）設置容量は、2024年には450GWに、さらに2027年には684GWに増加すると予測されており、年間複合成長率（CAGR）は14.4%です（2023年では400GWと推定され、2022年の252GWと比較）。また、世界のエネルギー貯蔵システム（ESS）市場も急速に成長すると予測されており、2023年の100GWhから2026年には258GWhに増加し、CAGRは37%です。   さらに、太陽エネルギーとエネルギー貯蔵技術の組み合わせに加え、クラウドの利用拡大や再生型人工知能（AI）アプリケーションの開発が進むことにより、エネルギーの水準化発電コスト（LCOE）の低下に寄与し、最もコスト効率の高いエネルギー生産形態の一つとなっています。電気自動車市場の急成長もまた、250KW以上の大出力DC急速充電器やメガワット充電器の設置需要を牽引しています。   一方、分散型グリッドシステムの台頭もSST、エネルギー貯蔵、太陽エネルギーに対する需要を促進しています。さらに、太陽光発電、エネルギー貯蔵システム（ESS）、双方向住宅充電器（<22KW）を備えたマイクログリッドの開発が勢いを増しています。加えて、2023年からは、欧州連合（EU）の80 PLUS Titanium規制により、ヒートポンプやモータードライブにおいてより高い電力密度が求められるようになりました。これらすべての要因により、グリーン産業市場の急速な成長傾向が生まれています。

ヒートポンプの応用は急速に成長している新興市場です

太陽光およびエネルギー貯蔵アプリケーションの開発動向を見ると、住宅用途では、Power Integrated Modules（PIM）は個別開発へと移行すると予測され、パワー半導体はシリコンベースからSiC（シリコンカーバイド）へ移行し、SiCモジュールが主流製品となる見込みです。商業部門では、PIMは高電力個別への移行が期待され、ハイブリッドSiCモジュールがトレンドになるでしょう。大規模ユーティリティグリッドでは、大型PIMモジュールとIGBTベースのパワー半導体が主流製品となり、電力は225KWから350KWへとアップグレードし、従来の1500V太陽光は2KV太陽光へと進化します。   電気自動車（EV）充電器のアプリケーションでは、住宅用充電ステーションの充電電圧は主に650Vと予想され、外部のDC高速充電ステーションは充電速度と効率を向上させるために1200Vに移行します。この開発は電気自動車の充電速度の遅さという課題に対応し、消費者にとってより魅力的なものにすることを目的としています。   さらに、HVAC（暖房、換気、空調）やモーター制御といった送信制御製品においては、モーターの可変周波数ドライブ制御、パワー変換、インバーターが650Vおよび1200Vのパワー半導体（PIM、IGBT、ダイオード）を広く活用すると予想されます。   ヒートポンプは急成長している新興市場の1つです。欧州市場を例に取ると、欧州連合内の現在のヒートポンプ市場は約300万台に近く、2025年までに約400万台、2030年までには700万台に成長すると予測されています。空間と水の温暖化の脱炭素目標を達成することで、ヨーロッパの年間自動車排気ガス排出量に相当するCo2排出量の削減が実現する可能性があります。さらに、消費者にヒートポンプを採用するよう促進するために、米国では「インフレ削減法（IRA）」を導入し、設置費用を最大30％削減する税額控除政策を提供しています。市場の観点では、現在、日本のHVACメーカーがヒートポンプ分野をリードしていますが、近い将来、欧州連合（Bosch）、韓国（Samsung、LG）、中国のHVACメーカーがこの非常に有望な市場に参入することが予測されています。

超高効率1200V IGBTは、伝導損失とスイッチング損失を大幅に削減します

SiC MOSFETおよびダイオードは高電力用途の要件を満たします

金属酸化物半導体電界効果トランジスタ (MOSFET) は、絶縁ゲートを持つトランジスタの一種です。設計要素は類似していますが、これらのシリコンカーバイド (SiC) MOSFETは、シリコン (Si) MOSFETよりも高い遮断電圧と優れた熱伝導率を備えています。SiCパワーデバイスは、通常のシリコンよりも低いオン抵抗と10倍の破壊強度を示します。一般的に、SiC MOSFETを使用したシステムは、シリコン材料で作られたMOSFETを使用したシステムと比較して、より優れたパフォーマンスと高い効率を提供します。   シリコンMOSFETよりもSiC MOSFETを選択することには、高いスイッチング周波数などのいくつかの利点があります。SiC MOSFETモジュールを使用する場合、高温状態でも効率的に動作するため、高温動作は問題になりません。さらに、SiC MOSFETを使用することで、部品（インダクタ、フィルタなど）が小型化され、製品サイズをよりコンパクトにする利点があります。   onsemiは、高電力アプリケーションのニーズに応えるためにSiC MOSFETとダイオードのシリーズを導入しました。onsemiのSiC MOSFETは、高効率、システムサイズの縮小、コスト削減などのシステムの利点を提供する、迅速で堅牢な設計となっています。   onsemiは、650V SiC MOSFET（M2およびM3シリーズ）および1200V SiC MOSFET（M3シリーズ）としてEliteSiC MOSFETを導入しました。これらの新製品は、シリコンと比較して高度な技術を活用し、優れたスイッチング性能と高い信頼性を提供します。さらに、低オン抵抗とコンパクトなチップサイズにより、低いキャパシタンスとゲートチャージを実現します。その結果、システムの利点として、高効率、高速動作周波数、高い電力密度、低EMI、そして小型化が含まれます。   EliteSiC MOSFET製品シリーズは、多様性に富んでおり、自動車グレード（部品番号は「NV」で始まる）および産業グレード（部品番号は「NT」で始まる）製品ラインを特色とし、さまざまなアプリケーション要件に対応する仕様が提供されています。自動車グレード製品はAEC-Q101自動車標準に準拠しており、自動車DC/DCコンバータ、自動車力率補正（PFC）に使用でき、最終製品としては自動車オンボードチャージャー、EV/PHEV自動車DC/DCコンバータが含まれます。産業グレード製品は100%のアバランシュテストを経ており、産業用途に使用でき、最終製品には無停電電源装置/エネルギー貯蔵システム、太陽光発電および電気自動車充電器などが含まれます。   環境に優しい産業ソリューションの価値提案を実現するために、onsemiの製品はアプリケーションに最適化されたトポロジーおよび構成を備えています。また、最適化されたピンレイアウト、直接結合銅（DBC）レイアウト、そしてシリコン（Si）とシリコンカーバイド（SiC）デバイスの包括的な組み合わせを特徴としています。さらに、幅広いパッケージオプションにより製造柔軟性を確保しています。   onsemiは、SiC MOSFET製品ポートフォリオを包括的に提供し、高速DC電気自動車充電ソリューションおよび40 kWから75 kWをサポートするモジュール製品を網羅しています。同社は、ベアダイ、ディスクリートMOSFET、革新的なモジュール、最先端のトポロジーなど多様な形式での提供の最前線に立っています。さらに、onsemiは2024年第1四半期にSiCディスクリートデバイス評価ボードおよびSiCモジュール評価ボードを発売する予定であり、顧客に最も完全な技術サポートとサービスを提供することを目指しています。

結論

グリーンエネルギーは、持続可能な開発のために人類が取るべき道となっています。日常生活や産業のエネルギー需要のいずれにおいても、エネルギーの電化への移行は不可欠です。産業では日常生活と比較して電力消費量が大幅に高いため、グリーン産業ソリューションの採用は持続可能なエネルギーの目標達成に大きく貢献します。onsemiは、さまざまな電力製品に適用可能なSiCおよびIGBT製品の完全なポートフォリオを導入し、高いエネルギー変換効率を提供し、関連製品およびアプリケーションにおいて最良の選択肢の一つとして位置付けられています。